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• Aron Luiz Oliveira dos Santos
• Aluizio Jose Salvador
• Leandro Ferres Cassel
• Mateus das Neves Gomes
• Orientador – mateus.gomes@ifpr.edu.br

RESUMO

Nos últimos anos a comunidade cientifica que desenvolve pesquisa em modelagem computacional de dispositivos conversores de energia das ondas do mar em energia elétrica tem se preocupado em acrescentar ao modelo computacional o efeito da perda de carga no escoamento do ar. Esse efeito é ocasionado pela turbina de ar localizada na chaminé de saída do dispositivo do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO). Neste trabalho são testadas três diferentes formas de considerar a influência da perda de carga da turbina ao escoamento de ar pela câmara CAO: a) meio poroso, b) placa de orifício e c) restrição física. Uma possibilidade de representar a perda de carga da turbina no dispositivo CAO é através de um meio poroso. É incluída no modelo uma relação linear entre perda de carga e fluxo de massa de modo a representar a influência da turbina. Para tanto, é considerando um domínio com meio poroso na região da turbina. A introdução da característica da turbina no FLUENT é obtida ajustando um meio poroso a área da turbina, esse ajuste é feito considerando uma relação linear entre pressão e vazão mássica. Para este meio, a perda de carga é modelada pela Lei de Darcy. Outra forma é a utilização de uma restrição física através de uma placa de orifício, uma espécie de restrição física invertida. E uma terceira metodologia de considerar a perda de carga no modelo numérico é a utilização de uma restrição física na saída do dispositivo CAO com diferentes geometrias como, por exemplo, corpo rombudo e elipse. Desta maneira o modelo computacional adotado passa a ser mais realístico. Entende-se que a estratégia que se mostrou mais adequada e realística foi a de considerar uma restrição física na forma elíptica no centro da chaminé de saída do dispositivo CAO. Com a utilização desta foi possível encontrar as dimensões de restrição física que não causam danos ao escoamento de ar pelo dispositivo CAO bem como possibilitam traçar uma curva de desempenho para um futuro projeto de turbina. Para a solução numérica emprega-se um código comercial de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT®, baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). Aplica-se o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) no tratamento da interação água-ar. O domínio computacional é representado por um dispositivo acoplado a um tanque de ondas.

PALAVRAS-CHAVE: Energia – Ondas; Coluna de Água Oscilante (CAO); Perda de Carga; Método dos Volumes Finitos.